功能化金屬—有機骨架材料的制備及應用
發(fā)布時間:2020-09-28 21:58
金屬-有機骨架(Metal-Organic Frameworks,MOFs)是一類新型的多孔材料,由金屬離子和有機配體自組裝形成。組成和結構豐富多樣,比表面積大、孔徑可調(diào)控和便于后修飾等優(yōu)點決定了這類材料在多種領域具有潛在的應用價值。本論文旨在對兩種MOFs材料分別進行了磁功能化和苯硼酸功能化,并對它們的應用進行了研究,從而拓寬了MOFs材料的應用范圍。本論文包括以下四個部分:第1章緒論主要對金屬-有機骨架材料的發(fā)展歷史、制備方法、結構特點及應用領域做簡單介紹。第2章磁功能化金屬-有機骨架材料的制備及表征本實驗采用超聲法合成一種新型的Fe-pamoate骨架材料,合成過程中采用層層自主裝技術將Fe-pamoate生長到Fe3O4@SiO2-COOH微球表面,從而成功制備了具有單核雙殼結構的Fe3O4@SiO2@Fe-pamoate磁性微球。該過程涉及下列步驟:首先給Fe3O4@SiO2磁性微球上引入羧基,然后將該微球交替放入Fe3+和帕莫酸溶液中反應,使Fe-pamoate復合物生長到微球表面。采用FT-IR, SEM, TEM, TGA和物理吸附等手段表征該微球的形貌、比表面積和熱穩(wěn)定性等特性。表征結果證明該微球具有較大的比表面積、良好的熱穩(wěn)定性等特點。第3章磁性微球?qū)Νh(huán)境水樣中磺胺類藥物的富集分離基于Fe3O4@SiO2@Fe-pamoate磁性微球自身大比表面積,且在外加磁場的作用下,能夠快速從溶液中分離的特性,該磁性微球被用作吸附劑,磁固相萃取環(huán)境水樣痕量的持久性有機污染物磺胺類藥物。該微球吸附磺胺類藥物主要是基于磺胺類藥物的苯環(huán)和氨基結構分別與有機配體帕莫酸中的苯環(huán)和羥基形成π-π電子共軛氫鍵。實驗采用高效液相色譜-紫外檢測器分離和測定磺胺類藥物。實驗過程中對萃取劑的用量、萃取時間、溶液pH和洗脫劑進行了條件優(yōu)化。在最優(yōu)條件下,五種磺胺類藥物均具有較寬的線性范圍(0.5~50 ng mL-1),低的檢測限(0.08-0.12ng mL-1),較高的精確度(相對標準偏差1.4-12.3%),良好的線性相關系數(shù)(R20.9947)。對實際樣品進行三個濃度(3、10、30ng mL-1)的加標回收,回收率高達99.7%,且相對標準偏差均小于12.3%。實驗結果顯示該磁性微球?qū)前奉愃幬锉憩F(xiàn)出良好的富集能力。該實驗不僅為磺胺類藥物的富集分離機檢測提供了一種新方法,而且拓寬了MOFs材料的應用范圍。第4章硼酸功能化金屬-有機骨架材料的熒光分析本實驗首先合成了一種具有熒光特性的NH2-MIL-53(A1)材料,然后用4-羧基苯硼酸對其進行修飾,合成了苯硼酸功能化MOFs材料(PBA-MIL-53(Al))。FT-IR、XPS表征結果證明硼酸基團被成功接枝到NH2-MIL-53(Al)材料上,XRD數(shù)據(jù)證明硼酸接枝后MOF材料的結構沒有被破壞。利用硼酸可以和二醇類化合物形成可逆而又牢固的復合物這一特點,應用PBA-MIL-53(Al)對溶液中單糖進行檢測。實驗過程中對孵化時間、溶液pH進行了優(yōu)化。在最優(yōu)條件下,對線性范圍,線性相關系數(shù)和最低檢測限進行測量計算。實驗結果表明該方法是一種快速、簡便、靈敏檢測糖類物質(zhì)的方法。
【學位單位】:陜西師范大學
【學位級別】:碩士
【學位年份】:2015
【中圖分類】:R318.08
【部分圖文】:
2012年,王等人合胸Ln巧DC)a.5(BTEC)0.5化0)附料,并對該材料的骨架結逡逑構進行了探索,結果發(fā)現(xiàn)MOFs材料的骨架結構不同其巧光性質(zhì)也不同逡逑2014年,鄭等人對MOF-5進一步研究,提出MOF-5形成機理咖圖1-2所逡逑示)tW。這個機理的提出表明人們從對MOFs材料結構性能的研究已逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閷﹀义掀湫纬蓹C理的探究。逡逑?邋IP;邋I.L’…二逡逑
本文編號:2829331
【學位單位】:陜西師范大學
【學位級別】:碩士
【學位年份】:2015
【中圖分類】:R318.08
【部分圖文】:
2012年,王等人合胸Ln巧DC)a.5(BTEC)0.5化0)附料,并對該材料的骨架結逡逑構進行了探索,結果發(fā)現(xiàn)MOFs材料的骨架結構不同其巧光性質(zhì)也不同逡逑2014年,鄭等人對MOF-5進一步研究,提出MOF-5形成機理咖圖1-2所逡逑示)tW。這個機理的提出表明人們從對MOFs材料結構性能的研究已逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閷﹀义掀湫纬蓹C理的探究。逡逑?邋IP;邋I.L’…二逡逑
本文編號:2829331
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